新型柔性防撞装置在山区桥梁中的应用

山区河流航道狭窄,滩多流急,通航环境十分复杂,同时桥梁林立,存在较大的船撞风险。综合分析国内外现有防撞技术,依托重庆双碑大桥,围绕船撞风险、船撞力、防撞方案等方面对该桥进行全面研究;并通过详细的方案对比分析,表明新型柔性防撞装置可削减约55%的船撞力;且在碰撞过程中拨转船头、改变航向,有效地保护了船舶与大桥安全,能较好地适应局部流速大、比降大、水位落差大的河段,在山区桥梁中具有广阔的应用前景。     

内河桥梁船撞力计算方法比较分析

文章介绍了国内、外内河桥梁船撞事故,总结了现有的主要桥梁船撞力实用计算方法,并以淮河上某大跨度连续梁桥为背景进行了多种船撞力实用公式的计算,对计算结果加以比较并给出了建议.     

船撞偶然荷载作用下连续梁桥的分析方法探讨

在评估船撞偶然荷载作用下连续梁桥的结构响应时,不同于连续刚构桥的分析,一般取单个桥墩作为分析对象,船舶撞击力作用于桥墩上,并不考虑桥梁上部结构将船撞力传递至相邻墩的贡献.实际上基于桥梁上部结构与下部结构的连接强度以及可能被撞桥墩的相对刚度,可将桥梁上部结构纳入船撞力的传递路径中.该文基于一连续梁桥工程实例,针对船撞荷载工况,分别用单墩模型和桥梁整体模型进行了分析,通过对比研究认为,当连续梁桥有船撞风险时,可以采用桥梁整体分析的方法,考虑桥梁上部结构对船撞力的分配,并且桥梁上部结构和下部结构之间应设置可靠的连接构造.     

苏通大桥基础工程的挑战与创新

介绍了苏通大桥超大深水群桩基础利用工程钢护筒搭设施工平台、５０００t承台钢吊箱整体同步沉放 及其与防船撞结构相结合构成永久防船撞设施、永久冲刷防护等三项技术创新;提出了特大型桥梁基础工程经 济合理的设计方案和安全可靠的施工法;阐明了理念创新和技术集成对大型复杂工程建设的重要性。     

公路桥梁深水高桩基础水平抗撞击力的非线性有限元分析

因船舶撞击造成的桥梁倒塌事故,凸显了桥梁基础水平抗撞击能力合理评估的重要性.为了满足桥梁船撞设计与评估的需要,文中提出了基于非线性有限元分析的深水高桩基础水平抗力评估方法.通过对G325国道某大桥的实例分析,并与基于我国规范设计思想的计算方法进行对比,发现所提方法适用于该类桥梁桩基础的防撞设计.     

基于可靠度的桥梁船撞作用荷载组合分项系数

对船撞偶然组合问题,现行的桥梁设计规范给出了相应的组合分项系数。为了分析现行规范给出的分项系数下桥梁结构可靠度指标水平,寻求荷载组合分项系数与桥梁结构可靠度指标之间的关系,需要对桥梁船撞偶然荷载组合进行深入研究。基于有限元-神经网络-Monte Carlo(FA-M)法和极限状态设计法,计算桥梁结构船撞偶然组合不同荷载分项系数下的可靠度指标。以练江1号桥主桥为依托工程,采用有限元软件建立全桥空间有限元动力模型,以荷载冲击谱模拟船撞桥墩的动力时程,塔克斯特拉准则作为荷载组合理论依据,确定船撞荷载与汽车荷载作用下结构的失效模式。提取船撞荷载与荷载效应样本、汽车荷载与荷载效应样本、船撞和汽车荷载组合与荷载效应样本,对这些样本进行BP神经网络训练,当训练结果满足精度要求时,对船撞荷载分项系数ψCV取1.0,汽车荷载分项系数ψLL分别取0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0,并采用Monte Carlo法计算各分项系数下桥梁结构的失效概率和可靠度指标,将不同分项系数下的可靠度指标与目标可靠度指标进行比较。研究结果表明:跨径在150m以内的连续刚构桥荷载组合分项系数ψCV、ψLL,建议其值为1.0、0.8;F-A-M法可以方便、快速地求解桥梁结构船撞偶然组合下的可靠度指标,建立可靠度指标β与船撞荷载分项系数ψCV、汽车荷载分项系数ψLL的影响面关系,并给出荷载分项系数建议值,为船撞偶然组合设计及桥梁船撞的风险评估提供依据。     

新型桥墩防撞装置研究

近年来船舶撞击桥墩的事故频繁发生,日益增多的船撞桥事故对桥梁防船撞研究提出了新的迫切要求。介绍了船桥碰撞研究现状,运用LS-DYNA软件建立了船舶撞击桥墩的计算模型。分别对无防护装置和有防护装置进行了数值模拟,对比其碰撞力演变、桥墩位移变形和能量吸收等结果;并对其进行了详细分析,得到了关于防撞效果的相应结论。研究结果对今后桥梁结构的防撞装置设计有一定的参考意义。     

船撞力强度指标对船撞桥响应的影响

确定船舶的撞击力是桥梁设计的关键问题之一,本研究针对船撞力强度指标的选择,探讨了不同船撞力强度指标对桥梁结构响应的影响.首先建立了一艘轮船撞击刚性墙的高精度有限元模型,得到了不同撞击吨位与撞击速度下的船撞力时程,并根据不同的船撞力强度指标进行了等效,将等效静力作用于结构的响应值与结构动力响应值进行了对比.结果表明,平均船撞力得出的结构响应最小,局部平均船撞力与峰值船撞力得出的动力响应相差不大;从结构响应随撞击吨位与撞击速度的变化规律方面来看,采用局部平均船撞力作为强度指标更为合理;在采用3种船撞力强度指标时都必须考虑动力效应的影响,否则会得到偏小的结构响应值.     

泰州大桥中塔墩防船撞研究

泰州大桥主墩位于航道边缘,可能遭受船舶的撞击。为保护大桥,综合考虑多种因素研究大桥中塔墩防船撞方案。针对泰州大桥三塔悬索桥型,结合通航船舶规划、桥梁参数、桥墩基础特点,开展防撞研究,提出针对性防撞方案,进行防撞特性计算分析,确定防撞方案的技术、经济特性。通过有限元数值仿真技术,研究泰州大桥在船舶撞击下的安全性和防撞方案的有效性。     

桥梁深水高桩基础水平抗撞击力的非线性有限元分析

桥梁基础设计以往一直侧重于竖向承载能力计算方法的研究,而水平承载能力计算方法的研究则相对较少。最近我国发生多次因船舶撞击造成桥梁倒塌的事故,使得桥梁基础水平抗撞击能力的合理评估方法的重要性凸显出来。为了满足桥梁船撞设计与评估的需要,本文提出了基于非线性有限元分析对深水高桩基础水平抗力的评估方法。通过对G325国道某大桥的实例分析,并与基于我国规范设计思想的计算方法进行对比分析,结果表明本文所提出的方法对于该类桥梁桩基础防撞设计更为合理。     

高桩承台桥梁船撞动力需求的时程分析法

船撞桥问题涉及到材料、几何和边界条件的非线性,造成了整船碰撞有限元模型不但计算效率低下,而且较难为工程师所接受。鉴于此,提出采用简化的时程分析法来帮助设计者快速准确地掌握桥梁结构在船撞作用下的动力需求。在构建时程分析法过程中,首先基于两自由度碰撞分析模型,建立了基本的能量守恒方程和动量守恒方程以能量守恒方程和构建的动力撞击力和撞深曲线(Pd-a曲线)为依据,确定了船艏的最大撞深,并对结构弹性变形能的考虑进行了讨论。根据假定的加载时撞深与时间的关系和卸载时撞击力与时间的关系,推导了船撞作用加载和卸载的持时计算公式。总结形成了基于时程分析法计算高桩承台桥梁船撞动力需求的一般性程序,并将其运用工程实例中。工程实例计算结果表明:时程分析法计算所得的结构动力响应与整船碰撞模型结果基本一致,且计算效率较高。     

叉热成像的桥梁防船撞预警系统

为了避免船舶撞桥灾难性事故的发生,利用远红外热成像摄像机可接收船体自身热辐射的能量、具有“全天候”工作能力的特点,研究桥梁防船撞远红外热成像预警技术,并进一步,将该技术应用于平潭海峡大桥.基于对单台远红外热成像摄像机对远距离目标定位精度的分析结果,提出采用多(双)台远红外热成像摄像机对远处目标船舶进行交叉成像的坐标定位技术.定量分析结果表明,采用双台远红外热成像摄像机能大幅度(数量级上)提高对远处目标的定位精度.     

珠海淇澳大桥船撞能力评估及防撞设计

淇澳大桥主桥为双塔独柱式单索面预应力混凝土斜拉桥,为判断桥墩结构是否满足防撞要求,采用MIDAS计算了桥墩抵抗船舶撞击力值,运用有限元建立了桥墩模型计算5000 t船舶撞击大桥2#主塔桥墩,及500 t船舶撞击引桥1#、0#桥墩的撞击力,撞击力计算与经验公式结果进行对比.结果表明,有限元法与美国ASSHTO规范计算较为接近,桥梁抗撞能力满足防船撞要求.考虑船桥双重保护的理念,船桥撞击时最大程度上保护船舶和降低桥梁损伤,主塔桥墩设计采用自浮式钢浮箱防撞装置,两引桥桥墩防撞采用橡胶护舷进行防护.     

东莞市城市桥梁使用状况及管理维护对策

近年来,国内外桥梁频发安全事故,给当地人民群众的生命财产造成重大的损失。我省九江大桥被撞事故发生后,有关桥梁的安全问题也提上了各地政府的议事日程。根据这两年在东莞市有关城市桥梁检测的经验及发现的问题,同时总结过去这些年来城市桥梁管理养护的经验,本文试图就东莞市城市桥梁使用状况及养护管理进行较为深入的探讨,以期就此引起各地对城市桥梁日常安全养护和检测的重视,并提供借鉴。     

刊首语

正改革开放以来,我国进行了大规模公路与铁路交通基础设施建设,作为生命线工程的桥梁,在交通基础设施领域具有举足轻重的地位。截至2019年底,我国已建成各类桥梁100多万座,并且各类桥型的数量和跨度均居世界前列。然而,在全寿命周期内桥梁会受到人为(勘察、设计、施工、使用等)或自然(洪水、地震、飓风等)的影响,形成各类桥梁灾害事故,给社会和经济造成严重损失,如:2007年广东九江大桥因船撞导致约200 m桥面掉入江中,4辆汽车坠江,9人死亡; 2008年我国汶川发生的8. 0级地震导致5 560座桥梁受损; 2013年河南连霍高速义昌大桥因运输烟花爆竹车辆爆炸引起桥面垮塌,造成车辆坠落; 2019年江苏无锡发生车辆超载导致高架桥侧翻灾害事故,桥下3辆汽车被压,造成了恶劣的社会影响。     

隔离墩与自浮结构相组合的桥梁防船撞系统方案与评估

随着跨江跨海桥梁与船舶通航数量日益曾多,船桥碰撞的概率也日益增大,所以亟须提出桥梁防船撞设计方案。针对既有椒江大桥水中通航孔桥墩,首先通过规范和Midas/Civil软件计算出桥墩结构的自身抗撞能力;基于非线性动力软件ANSYS/LS-DYNA建立有限元模型计算得出典型桥墩遭受3 000 t级船舶正向和侧向撞击工况下的撞击力;通过比较桥墩自身抗力与船舶撞击力,提出了一种隔离式防撞墩与自浮式消能圈相组合的新型桥梁防船撞方案,然后对单独设置隔离式防撞墩和设置隔离墩与自浮结构组合防撞系统两种工况进行计算。结果表明:桥墩自身抗力为14.40 MN,而受船舶撞击所产生的最大撞击力为24.38 MN;设置组合防撞系统后,桥墩墩身所受的撞击力为0,隔离式防撞墩与自浮式消能圈有效保护了桥墩结构,且减小了船舶损伤。     

浅谈防止落梁措施

介于近期国内桥梁在偶然作用（包括船撞，地震等）下，落梁事故频发的现象。本文结合笔者在国内及日本从事多年桥梁设计的经验，对国内外（尤其日本）意外情况下，桥梁的落梁防止措施作一些介绍与分析。     

基于事故记录的船撞桥故障树建立

根据历史记录，建立了船撞桥事故数据库，提出了创建船撞桥故障树的方法和原则，构造了船撞桥墩故障树结构图．其结果为寻找可能导致事故发生的原因及其逻辑关系提供帮助，并为风险分析提供参考．     

浅析公路桥梁深水高桩基础水平抗撞击力的非线性有限元

由于船舶撞击产生的各种桥梁垮塌事件,显示出了桥梁基础水平抗撞击能力的重要作用。因此,为了更好的适应桥梁船撞评估和设计的意义,文章研究了非线性有限元分析的深水高桩基础水平抗力的评估技术,通过对某大桥工程实例的研究,并在我国的规范设计思想计算方法做出了全面的对比,发现所研究的方法适合在这类桥梁桩基础的防撞设计中使用。     

考虑桥梁结构运动的河口大跨桥梁事故风险因素分析

为降低河口大跨桥梁的事故率、提升通行效率,基于嘉绍大桥的系统监测多源实时数据,研究气象、交通、时间和大桥结构数据对河口大跨桥梁交通事故发生率的影响。提取了通车运行4年内的事故数据,分别采用时间匹配法和随机抽样法抽取非事故数据,建立了条件logistic回归模型。结果表明,(1)交通流量、湿度是河口大跨桥梁交通事故发生概率的显著正影响因素;(2)平均通行速度是大桥交通事故发生概率的显著负影响因素;(3)当大桥处于高峰时间时,事故可能性会显著增加;(4)根据现有数据,大桥的挠度变化、结构振动和交通流中的货车比例对事故发生概率无显著影响。